Развитие методики восстановления баланса парниковых газов в атмосфере Земли по данным ДЗЗ

В докладе будут описаны основные результаты, касающиеся развития нового подхода расчёта баланса парниковых газов в атмосфере по данным ДЗЗ. Подход основывается на вычислительной схеме, замкнутой относительно данных спутниковых измерений концентраций парниковых газов.
Основой методики служит вычисление векторов адвекции парниковых газов с помощью алгоритмов анализа оптического потока между последовательными полями концентраций парниковых газов, измеренных со спутника. Зная векторы адвекции газа, можно рассчитать поток через заданную границу произвольной области и далее – конвергенцию потока. Согласно уравнению баланса – суммарная конвергенция за интересующий период времени плюс изменение полной массы газа в области между начальным и конечным моментом времени и будет характеристикой вертикального обмена газовой компонентой между атмосферой и подстилающей поверхностью.
В настоящий момент в методике используются данные измерений концентраций СО ИК спектрометром TROPOMI. Использованы данные, накопленные в ЦКП «ИКИ - Мониторинг». Измерения TROPOMI проводятся раз в сутки, в результате чего формируется глобальное поле концентрации CO с пространственным разрешением 7x3 км. В ходе работы была решена проблема значительных пропусков данных измерений, характерных для ДЗЗ в ИК диапазоне. Для этого были применены методы контекстного заполнения изображений.
В результате обработки данных TROPOMI за летние периоды 2018 -2023 годов были рассчитаны балансы CO для прямоугольных областей с крупными лесными пожарами в Сибири и Канаде, которые показывает сколько килограммов CO было выброшено во время пожара. Всего были обработаны 21 область с крупными пожарами. Полученные результаты были сопоставлены с модельными данными о выбросах при пожарах GFED, а также с данными о мощности пожара. Сравнение показало, что сравниваемые балансы хорошо коррелированы (R=0.88). Так же, методика получила развитие для расчёта баланса более геометрически сложных областей. В результате были рассчитаны ежегодные балансы СО для административных областей РФ за 6 лет
Работа выполнена при поддержке темы «Эмиссия» (гос. регистрация № 122101700045-7)